Термическая обработка

Неответственные детали и детали из мягких сталей (СтО...Ст5) можно изготовлять из поковок, не подвергав­шихся термической обработке. Для них бывает достаточно охлаждения на воздухе. После охлаждения и очистки от окалины они могут использоваться как готовые детали или подвергаться механической обработке с целью получе­ния готовой детали требуемой формы. Однако многие поковки необходимо подвергать термической обработке, так как она является важной операцией, предшествующей механической обработке и улучшающей эксплуатационные качества деталей машин.

Термической обработкой называется процесс нагрева и охлаждения металла с определенной скоростью с целью изменения механических свойств его. Нагрев может сочетаться с химическим, деформационным, магнитным и другими воздействиями, при которых воз-

можно получение металлов с отличающимися от преж­них свойствами. При тепловом воздействии химический состав металлов и сплавов не изменяется, а химическое и другие виды воздействия, в сочетании с тепловым, позволяют изменять и химические составы металлов и сплавов.

Металлы и сплавы имеют зернистое строение. В зависи­мости от температуры нагрева, выдержки при этой темпе­ратуре и скорости последующего охлаждения изменение зерен протекает неодинаково, за счет чего зерна измель­чаются по-разному и могут иметь различную ориентацию и связь между собой. На этом процессе и основана терми­ческая обработка металлов и сплавов, а при химико-термической обработке дополнительно изменяется хими­ческий состав поверхностных слоев металлов и спла­вов.

Различные скорости охлаждения металлов и сплавов получают за счет применения разнообразных охлаждаю­щих-сред, в которые помещают изготовленные из металлов и сплавов нагретые поковки или детали машин и охлаж­дают их с определенной скоростью (см. табл. 8.1).

Из табл. 8.1 видно, что теплая вода и масло охлаждают сталь медленнее. Наиболее быстро сталь охлаждается в ледяной воде, но при этом почти неизбежно образование в стали трещин. Следует иметь в виду, что минеральное масло сохраняет свою способность быть охлаждающей средой при температурах 20...250 °С, однако для охлажде­ния стали лучших результатов достигают при температуре 60 °С. С течением времени масло теряет способность быть охлаждающей средой и его следует заменять. Другие охлаждающие среды будут охарактеризованы ниже, при описании видов термообработки, для которых они приме­няются.

Термическую обработку применяют с целью устранения отрицательных последствий от нагрева в виде внутренних напряжений, перегрева и др.; повышения пластичности, улучшающей обработку металлов в холодном состоянии путем деформирования и резания на металлорежущих станках; увеличения прочности, твердости и износостойко­сти готовых деталей машин; подготовки структуры металла к окончательной термообработке, при которой получают готовые детали с требуемой структурой и механическими свойствами; защиты металла от коррозии и других целей.

ia